Светодиодные модули с линзами: новый виток эволюции

Есть фраза, которую приписывают основателю автомобильной промышленности Генри Форду: "Если бы я спросил у покупателей, чего они желают, они бы попросили более быструю лошадь". Эти слова достаточно точно отражают существующее положение: потребитель не задумывается об инновационных технологиях, пока они не появятся и громко не заявят о себе. Примерно так же до недавнего времени складывалась ситуация на рынке светодиодных модулей. С тех пор как появились самые первые LED-кластеры, и покупатели осознали удобство и экономичность такого освещения, требование к модулям было одно – нужны более мощные и яркие светодиоды.

Сначала на российском рынке появились модули со светодиодами поверхностного монтажа SMD 3528, затем, под влиянием спроса, стали производиться более яркие светодиоды 2835 и, наконец, сверхъяркие 5630. Однако, чем больше мощность и рабочий ток, тем быстрее происходит деградация LED под влиянием повышения температуры. Увеличенные значения токов потребовали большей теплопроводности материалов и большей контактной площадки для теплоотвода.

Когда внешние размеры светодиодных модулей стало нецелесообразно увеличивать, а покупатели всё ещё продолжали желать большей яркости, появились трёхкристальные светодиоды SMD 5050 и более мощные 5730 и 7060. Три кристалла в одном LED давали высокие показатели светового потока, однако, отрицательно сказались на экономичности, долговечности и стоимости самих модулей. Казалось бы, дальнейшее увеличение яркости светодиодных модулей возможно только за счет применения новых дорогостоящих материалов или увеличения размеров…

Но тут технический прогресс сделал скачок и, как это всегда бывает, задача оказалась решена совершенно иным способом. Забавно, что этот новый способ оказался давно забытым старым, и одним из самых первых, изобретенным человечеством для управления световыми потоками. Линзы! Идея, с помощью которой Архимед сжег римские корабли, прекрасно подошла для светодиодных технологий 21-го века. Однако задача перед производителями LED-модулей стояла несколько более сложная, чем перед древнегреческим учёным. Нужно было усилить яркость света, но не фокусировать при этом световой поток и не уменьшать угол свечения. Также необходимо помнить, что свет от LED-модуля должен быть равномерным, без слишком ярких или слишком темных зон. Требовался рассеянный, но вместе с тем однородный и яркий свет.

Эта задача была с успехом решена разработчиками светодиодных модулей. По счастью, близкая технология уже давно применяется для изготовления светодиодных светильников и достаточно хорошо отработана – для увеличения плотности светового потока используются, так называемые, коллиматорные линзы. Коллиматор – это оптическая система, формирующая пучки параллельных лучей света. Соответственно, коллиматорные линзы позволяют получить световой поток с заданным углом свечения. Для светодиодных фонарей и светильников требуются линзы с фокусировкой света и уменьшением угла раскрытия, а для светодиодных модулей – наоборот.

Для того чтобы засветка световых коробов и рекламных объектов была равномерной и световые пятна не имели резких границ, необходимы оптические линзы с очень хорошим рассеиванием светового пятна и широким углом свечения. Были разработаны и успешно прошли испытания сложные асферические выпукло-вогнутые пластиковые линзы. Эти линзы имеют наименьшую толщину в середине и утолщаются к краям, что по законам оптики позволяет им рассеивать свет. В данный момент производство таких линз поставлено на поток крупными производителями оптических систем для полупроводниковых источников света. Благодаря тому, что линзы можно не вытачивать из стекла, а получать методом литья из прозрачных пластиков, себестоимость их вовсе не высока.

Итак, что мы получаем в итоге? Компактные сверъхяркие светодиодные модули с равномерным светорассеиванием и недостижимым до этого времени для LED-кластеров углом свечения в 160°! Это позволяет расположить модули с линзами максимально близко к поверхности светорассеивающего материала и использовать их в неглубоких коробах и рекламных конструкциях. А также снижает количество LED-модулей, необходимое для засветки нужной площади. При той популярности, которой пользуются сейчас сверхтонкие светодиодные короба, модули с линзами становятся просто незаменимыми.

Следует также отметить высокоэффективное освещение с низким энергопотреблением. Благодаря линзам вся световая энергия попадает на освещаемую поверхность практически без потерь, это позволяет получить высокую яркость при относительно небольших энергозатратах. Например, светодиодный модуль Мастер Мини с современным однокристальным SMD 5730 при потребляемой мощности 0,48 Вт производит световой поток в 60 Люмен (белый), а модуль Мастер High Output со сверхмощным, но опять же, однокристальным SMD 3030, потребляя 1.44 Вт, выдает 135 Люмен (белый). Можно говорить об очень высокой оптической эффективности. И это характеристики однодиодных модулей! 

Кстати, светодиодные модули Мастер Мини и Мастер High Output имеют интересную конструктивную особенность: для более равномерного и однородного распределения света в них применяются матовые (Мастер Мини) и частично матовые (Мастер HO) линзы. Помимо эффективного светорассеивания, такая система обеспечивает улучшенную передачу белого и теплого белого цветов. К тому же, отсутствие лишних отражений от линз может быть полезным при решении оригинальных дизайнерских задач. Создатели светодиодных модулей не забыли и о качественном, увеличивающем срок службы, теплоотводе – его обеспечивает алюминиевая плата на задней стороне модуля. Водонепроницаемость также на высоте – IP65.

Что же касается LED-модулей с несколькими однокристальными светодиодами, то их тоже можно и нужно использовать со светорассеивающими линзами. Понятно, что полученный результат и будет аналогом той самой «более быстрой лошади», о которой говорилось в начале статьи, а также ответом на все запросы потребителей о более ярких светодиодах. Трёхдиодный сверхъяркий LED-модуль с линзами Мастер 3SMD 2835 потребляет 2.5 Вт и выдает световой поток c невероятными 220 Люмен, углом свечения 160° и минимальной глубиной монтажа 70 мм. На данный момент это можно смело назвать вершиной эволюции светодиодных модулей.